专利名称：块状物及其制造方法
技术领域：
本发明涉及把一般废弃物和工业废弃物的废塑料(塑料类的废弃物)作为原料制成块状的方法以及制成的块状物。特别是涉及作为向高炉和水泥窑等内喷吹原料使用的块状物及其制造方法。
现在是先把废塑料分成固结状(块状)塑料和薄片状塑料。固结状塑料用破碎-粉碎处理加工成粒状。薄片状塑料利用加热-造粒处理加工成粒状。
作为把薄片状塑料加热-造粒的方法大家知道的是用旋转的破碎刀把薄片状塑料破碎-搅拌，同时利用它的摩擦热或从外部加热使塑料半熔融或熔融，然后通过喷水使其冷却形成粒状。
可是上述造粒的方法有以下缺点·由于是分批处理所以处理效率低。
·由于冷却时使用水，事后需要有干燥工序。
·随处理条件和塑料投入量的不同，得到的粒状塑料的粒度容易不均匀。
特开平11-156855号公报公开了采用特殊塑料挤压成形装置对薄片塑料进行前处理的方法。用此方法把从废塑料中分离出来的薄片状塑料破碎，然后与金属分离，再使用由有多个通孔的模具孔的环状模具和在上述环状模具内自由转动并与其内表面接触的转动辊组成的挤压成形装置，利用转动辊的转动把薄片状塑料压入模具孔内，形成粒状。
用这样的方法有以下优点，即，不用为了加工后的冷却而喷水，得到干燥的粒状塑料；由于可以连续处理，能够有高的处理效率(生产率)；由于是把塑料从模具孔中挤出的方式，可以得到均匀粒度的粒状塑料。
可是本发明人的试验结果发现，采用上述已有技术的方法对薄片状塑料进行前处理加工得到的粒状塑料成形物其强度不够，所以处理后在操作和空气输送过程中容易崩坏，崩坏产生的蓬松状异物在空气输送和从风口喷吹时容易产生在配管内堵塞等事故。另一方面作为提高粒状塑料成形物强度的方法，也可以考虑从外部加热使薄片状塑料在环状模具内提高它的熔融性，来提高粒状塑料成形物强度的方法。可是从外部加热提高薄片状塑料熔融性时，熔融的塑料从模具孔流出，得不到适宜的粒状塑料成形物。
进而，也看到作为向炉内喷吹的原料，强度小容易崩坏的粒状塑料成形物燃烧效率也差。也就是粒状塑料成形物强度小的话，在空气输送中和向炉内喷吹时颗粒崩坏，送入的是在高炉风口前的燃烧空窝内崩坏后的小颗粒。由于这样的小颗粒塑料送入到高炉风口前的燃烧空窝内，立刻就飞散，在高炉风口前的燃烧空窝内滞留的时间非常短，因此燃烧效率恶化。
本发明的目的是提供一种可以高效率制造块状物的方法，这种方法可以把含有薄片状塑料的废塑料制成具有适当强度的粒状塑料，作为向炉内喷吹的原料使用。
为了达到上述目的，第1，本发明提供由以下工序组成的制造块状物的方法准备废塑料的工序，废塑料含有来自成型塑料的固态塑料(A)，以及从来自非成型塑料的薄片状塑料和发泡性塑料中至少选取一种(B)；把废塑料压缩-压踏-挤压成形组成的制造成颗粒的工序，此废塑料是至少有一种塑料(B)其中至少有一部分要半熔融或熔融状态，固态的塑料(A)至少有一部分不要半熔融或熔融而保持固态。
希望把上述块状物作为向炉内喷吹的原料或装入焦炉的原料使用。
固态塑料(A)和来自非成型的塑料的薄片状塑料和发泡性塑料中至少选取一种塑料(B)的总量(A)+(B)，固态塑料(A)相对于总量(A)+(B)的比例(A)/{(A)+(B)}重量比为0.1-0.7，最好为0.2-0.6。
在制造成颗粒的工序前，希望具有把固态塑料(A)和含有至少一种塑料(B)的废塑料混合的工序。此外此制造成颗粒的工序最好由混合、压缩-压踏、挤压成形组成。
此制造成颗粒的工序由以下工序构成向塑料挤压成形装置提供废塑料的工序，塑料挤压成形装置由多个贯通的模具孔的环状模具、以及在此环状模具内侧设置的至少一个与环状模具内圆周面接触的滚动辊组成；挤压成形工序，利用此滚动辊把废塑料在滚动辊和环状模具内圆周面之间压缩-压踏，挤入环状模具的模具孔内，通过模具孔挤压成形。
希望此制造成颗粒的工序还具有把通过模具孔被挤压到环状模具外的塑料成形物，利用切断或从环状模具外拨落，得到颗粒状成形物的工序。
第2，本发明提供含有以下合成树脂材料的块状物熔融固化的表面；向炉内吹时，能够到达炉子燃烧空窝规定区域的强度和可以达到临界流速以上速度的颗粒直径；可以到达炉子燃烧空窝规定区域的上述强度具有平均强度指数(δ)≥500，其中δ＝∑δiωi、δi在颗粒上加上垂直载荷时的载荷(kg)和位移(mm)的比、ωi颗粒的重量百分数；可以达到临界流速以上的速度的上述颗粒直径为大于(3×d2×t/2)1/3的以上值，其中d块状物的直径；t块状物的长度。
第3，本发明提供由以下工序构成的块状物制造方法设环状模具的有效厚度为T、上述贯通孔的直径为d时，准备有T/d在6～12范围的多个贯通孔的环状模具；准备此环状模具和放在它内部的辊字构成的造粒机；在此环状模具内装入含合成树脂材料的工序。
第4，本发明提供有以下特征的合成树脂材料的块状物熔融固化的表面；上述合成树脂材料含有10％以上的熔点在50～300℃的成分。
上述合成树脂材料含有薄片状塑料。
图2为示意表示
图1的塑料挤压成形装置正视图。
图3为示意表示采用最佳方式1得到的颗粒状塑料成形物断面的说明图。
图4为表示固态塑料以及来自非成型塑料的薄片状塑料和发泡性塑料中至少选取一种的重量比，与颗粒状塑料成形物的强度和生产率关系的曲线。
图5为表示最佳方式1的废塑料前处理方法的一个示例的示意图。
图6为表示最佳方式1的废塑料前处理方法的另一个示例的示意图。
图7为表示最佳方式1的废塑料前处理方法的另一个示例的示意图。
图8为表示最佳方式1的废塑料前处理方法的另一个示例的示意图。
图9为表示最佳方式1的废塑料前处理方法的另一个示例的示意图。
图10为表示最佳方式1的废塑料前处理方法的另一个示例的示意图。
图11为表示最佳方式2的块状化程度(颗粒直径、强度)与置换率关系的图示。
图12为表示最佳方式2的平均强度指数、块状物颗粒直径、置换率关系的图示。
图13为表示最佳方式2的T/d、附着水分量和块状化程度之间关系的图示。
图14为详细表示最佳方式2的T/d和附着水分量关系的图示。
图15为表示最佳方式2的D/d和块状化程度关系的图示。
图16为表示最佳方式2附着水分量和造粒强度关系的图示。
图17为简要表示最佳方式2的造粒机断面的图示。
图18为表示最佳方式2的切刀、模具厚度、模具孔径、块状物长度关系的图示。
图19为表示最佳方式2的切刀、模具厚度、模具孔径、块状物长度关系的图示。
图20为简要表示最佳方式3的方法的图示。
图21为最佳方式3的块状物的放大图。
(A)仅仅由薄片状塑料制造颗粒的粒状塑料成形物是半熔融或熔融后固化的塑料构成的，不能得到足够的强度。认为这是由于没有含为了保持颗粒强度的有效的“核”的固态物质造成的。
(B)与此相反，固态状的塑料和薄片状塑料以适当比例混合，利用把它造成特定的形态，具体说在把废塑料的压缩或压缩-压踏和挤压成形造粒的工序中，薄片状塑料至少有一部分半熔融或熔融，同时固态状塑料至少有一部分没有半熔融或熔融残存下来，利用这样的方法制造颗粒，粒状塑料成形物强度大幅度提高，具有能防止在空气输送和喷吹时崩坏的效果。
(C)这样制造的颗粒状塑料成形物具有高强度的原因是存在有固态状塑料颗粒(在造粒工序中没有半熔融或熔融而残存下来的固态状塑料)，这样的固态状塑料颗粒是把至少一部分半熔融或熔融的薄片状塑料作为“基质”的颗粒状塑料成形物中成为“核”，而且认为这是由于上述“基质”起到作为粘接“核”之间的粘合剂的作用。
也就是说把废塑料作为喷吹的原料使用时，现有技术基本的考虑方法有以下两点。
第1是固态状(块状)塑料仅仅用破碎-粉碎处理能够得到空气输送性能良好的颗粒状塑料，此外这种处理方法成本最低，所以对固态状塑料进行破碎-粉碎的前处理。
第2是薄片状塑料仅仅进行破碎-粉碎处理，在用空气输送等时在配管内容易堵塞，所以把它与固态状塑料分离后，利用加热造粒装置和挤压成形装置等制造颗粒状塑料。
与此相反，本发明人在用上述塑料挤压成形装置把废塑料制造成颗粒时，把固态状塑料和薄片状塑料以适当比例混合后，用它来制造特定形状的颗粒，得到的颗粒状塑料成形物的强度大幅度提高，因此用这样的方法与把固态状塑料和薄片状塑料分开，分别进行处理的前处理方法相比，可以看出实施的废塑料前处理适用而且有效。
最佳方式1是以上述的认识为基础的。最佳方式1的制造块状物的方法由废塑料准备工序和造粒工序组成。
废塑料准备工序由准备废塑料组成，废塑料至少要包括来自成型塑料的固态塑料(A)，以及从非成型的塑料的薄片状塑料和发泡性塑料中至少选取一种(B)。
制造成颗粒的工序由把废塑料压缩-压踏和挤压成形组成，薄片状塑料(B)至少要有一部分半熔融或熔融，同时固态状塑料(A)至少有一部分没有半熔融或熔融而残存下来。
希望把上述制成的块状物作为向炉内喷吹的原料或炼焦炉装入的原料使用。
希望固态塑料(A)和从非成型的塑料的薄片状塑料和发泡性塑料中至少选取一种(B)的总量(A)+(B)，固态塑料(A)相对于总量(A)+(B)的比例(A)/{(A)+(B)}重量比为0.1-0.7，最好为0.2-0.6。
在进行造粒工序前，希望具有把含有固态状塑料(A)和至少一种塑料(B)的废塑料混合的工序。此外此制造成颗粒的工序也可以由混合、压缩-压踏、挤压成形组成。
此制造成颗粒的工序希望由以下工序组成向塑料挤压成形装置提供废塑料的工序，塑料挤压成形装置由多个贯通的模具孔的环状模具、以及在此环状模具内侧设置的至少一个与环状模具内圆周面接触的滚动辊组成；以及挤压成形工序，利用此滚动辊把废塑料在滚动辊和环状模具内圆周面之间压缩-压踏，挤入环状模具的模具孔内，通过模具孔挤压成形。
希望此制造成颗粒的工序还具有把通过模具孔被挤压到环状模具外的塑料成形物，利用切断或从环状模具外拨落，得到颗粒状成形物。
来自固态状塑料(A)的塑料成型体中除了作为塑料制品的塑料成型体以外，也可以包括进行塑料成型时产生的成型时的碎渣，以及把塑料成型体加工或组装成塑料部件或制品时产生的塑料另部件碎渣。
图1和图2为示意表示用于最佳方式1中的塑料挤压成形装置的图示，图1为立体图，图2为正视图。
此塑料挤压成形装置四周设置有多个贯通的模具孔4的环状模具1和在此环状模具1内配置的与环状模具内圆周面接触的、利用自由转动的转动辊2a、2b、在环状模具1外设置有切刀3。在图1的立体图中省略了环状模具1四周的一部分模具孔4。
上述环状模具1有具有适当宽度的环状体构成，可转动地由图中没有表示的装置主体支撑，同时利用同样在图中没有表示的驱动装置使它转动。在此环状模具1的圆周方向和宽度方向设有多个模具孔4。这些模具孔4沿环状模具1的直径方向在环状模具1的内侧(内圆周面)-外侧(外圆周面)之间贯通地设置。模具孔4的孔径由要制造的颗粒状塑料成形物的尺寸(直径)决定。一般孔径为3-20mm左右。此外模具孔4的长度(环状模具1的厚度)从成形物的强度观点确定，为30-150mm左右。
上述转动辊2a、2b装在挤压成形装置主体中，可自由转动，同时在环状模具1内侧设置成相互为180度的状态。这些转动辊2a、2b是无驱动的自由的辊体，由于与环状模具1的内圆周面接触，利用与内圆周面的摩擦伴随环状模具1的转动而转动。再有此转动辊2的数量是任意的，也可以设置成1个或3个以上。此外也可以利用驱动装置来驱动转动辊2a、2b。
上述切刀3其刀刃设置成与环状模具1的外圆周面接触或设置在外圆周面附近。把从上述模具孔4挤到环状模具1外的棒状塑料成形物切断成适当的长度，或从环状模具外圆周面上拨落。
上述的塑料挤压成形装置中环状模具1按图2所示的箭头方向转动，转动辊2a、2b处于伴随其转动的状态，从图中没有表示的投入口向环状模具1的内部投入废塑料。投入的废塑料x利用转动辊2a、2b混合，在环状模具1的内圆周面之间压缩或压缩-压踏，同时挤入环状模具1的模具孔4中，挤入模具孔4内的废塑料x通过模具孔4内，以塑料成形物y表示的形成棒状的状态挤到环状模具1的外面，用上述切刀3切成适当的长度。以此方法得到颗粒状塑料成形物a。
废塑料x利用上述造粒工序中的摩擦热一部分成半熔融或熔融状态，然后固化。在上述造粒工序中一部分废塑料x是半熔融或熔融-固化的最典型的形态，一部分废塑料x通过模具孔4时的模具孔内四周面上的摩擦热变成半熔融或熔融状态，此半熔融或熔融状态的塑料在靠近模具孔4内出口一侧区域或模具孔4的出口附近，或在从模具孔4挤出时固化。当然一部分废塑料x半熔融或熔融状态并没有特别的限定。例如也可以是一部分废塑料x利用转动辊2a、2b的压缩或压缩-压踏时半熔融或熔融。此外在环状模具外设有冷却手段，可以使一部分以半熔融或熔融状态从模具孔4挤出的塑料成形物y，用上述的冷却手段冷却和固化。
最佳方式1用这样的塑料挤压成形装置使废塑料成型和制造成颗粒时，在环状模具1内部投入废塑料，废塑料包含来自塑料成型体的固态状塑料(A)、来自塑料非成型体的薄片状塑料(片状塑料等)和发泡性塑料中至少选出一种的塑料(B)，两种形态的塑料(A)、(B)以混合的状态在压缩或压缩-压踏、挤压成形的造粒工序中，塑料(B)至少要有一部分半熔融或熔融，同时塑料(A)至少有一部分没有半熔融或熔融而残存下来。以此方法得到由上述半熔融或熔融后固化的塑料和没有半熔融或熔融而残存下来的塑料组成的颗粒状塑料成形物a。这样得到的颗粒状塑料成形物a与仅仅用薄片状塑料制造成的颗粒状塑料成形物相比，强度大幅度提高。
这样用两种形态的塑料(A)、(B)用特定的方式制造的颗粒状塑料成形物a具有高的强度，认为其原因如下。也就是说，这种颗粒状塑料成形物a的基本结构是在造粒工序中，认为是没有半熔融或熔融而残存下来的固态状塑料(A)被压踏成为“核”，至少有一部分半熔融或熔融后固化的薄片状塑料和发泡塑料中选出一种的塑料(B)构成与上述“核”粘合作用的“基质”结构。用这样的核和基质构成的颗粒结构，与仅用片状塑料等的薄片状塑料制造的颗粒状塑料成形物相比，可以得到相当高的强度。
图3示意表示这种颗粒状塑料成形物a断面的一个示例。在图3中，“c”为作为颗粒状塑料成形物的“核”的固态塑料(A)的颗粒(在造粒工序中没有半熔融和熔融而残存下来的固态塑料)，“m”为起连接“核”之间粘合剂作用的“基质”的塑料，这样基质至少有一部分是由半熔融或熔融后固化的薄片状塑料和发泡性塑料中至少选取一种的塑料(B)组成。
在上述造粒工序中，由于要至少使一部分塑料(B)半熔融或熔融，而且至少使一部分塑料(A)没有半熔融或熔融而残存下来，所有要适当选择使用的造粒装置的结构和造粒条件。例如在图1和图2所示的塑料挤压成形装置的情况下，由于塑料主要是在通过模具孔4时，利用模具孔内圆周面的摩擦热半熔融或熔融，所有要选择模具孔4的直径和长度，或通过调整环状模具1的转动速度，以调整向模具孔4内挤压的塑料量(产量)等，可以任意控制塑料的半熔融或熔融状态。一般固态塑料与薄片状塑料相比，由于传热性能差，具有难以熔融的特性，因此要通过适当选择上述造粒装置的结构和造粒条件等，至少使一部分塑料(B)半熔融或熔融，同时至少使一部分塑料(A)没有半熔融或熔融而残存下来，可以把它作为在制造的颗粒状塑料成形物a中的“核”存在。
此外塑料(A)和(B)必须以混合状态压缩或压缩-压踏-挤压成形，塑料(A)、(B)的混合可以在投入造粒装置之前进行，或者也可以用造粒装置使两种塑料(A)、(B)在装置内混合的形式。这相当于图1和图2所示的装置。也可以把预先混合的两种塑料(A)和(B)投入到具有这样混合功能的造粒装置中，在此装置内混合。
所谓的塑料压踏意味着例如把固态状塑料(A)挤踏后破碎，但是在造粒工序中投入的固态塑料(A)在能得到上述“核”的颗粒直径情况下，在造粒工序中不一定要压踏。
来自塑料成型体的固态塑料(A)中，除了塑料制品的塑料成型体以外，还包括塑料成形时产生的成形时的塑料碎屑、以及把塑料成型体加工或组装成塑料部件或制品时产生的塑料另部件碎渣。作为塑料成型体例如有塑料容器(小瓶子、聚酯容器、洗涤剂容器等)、汽车零部件(内装饰品、保险杠等)办公设备或家用电器的机身和框架、装饰用胶合板、配管、软管、磁卡、日用品-杂货(挂衣架、文具、塑料盘、塑料杯等)、印刷线路板等，没有什么特别的限定。发泡聚苯乙烯等的发泡塑料废弃物也来自塑料成型体，但由于体积密度小，没有作为颗粒状塑料成形物的“核”的功能，在本发明中不包括在固态塑料(A)的范畴。
另一方面来自塑料非成型体的薄片状塑料(B)例如有塑料薄膜(PET材料、铝或纸分层薄片材料等)、塑料薄膜(农用聚酯薄膜、建筑用薄膜、包装用薄膜、PET薄膜等、聚酯袋、磁带、PP传送带、包装用衬垫材料等)，对此没有特别的限定。发泡聚苯乙烯等发泡性塑料不能成为颗粒状塑料成形物的“核”，可成为“基质”，所以在最佳方式1中与薄片状塑料同样对待。
在最佳方式1中，要处理的废塑料中不可避免会混入塑料以外的东西，也可以含有例如纸、金属、木材、土砂石等无机物。
在最佳方式1中，希望投入塑料挤压成形装置的环状模具内的废塑料中，固态塑料(A)和从薄片状塑料和发泡性塑料中至少选取一种(B)的比例，从得到的颗粒状塑料成形物的强度观点来看，重量比(A)/{(A)+(B)}重量比为0.1-0.7范围。(A)/{(A)+(B)}重量比不足0.1的话成为“核”的固态物比例不够，另一方面(A)/{(A)+(B)}重量比超过0.7的话起到“核”之间粘合剂作用的“基质”过少，这些情况下都不能得到足够的强度。
图4为汇总了各种废塑料造粒结果的基础上，(A)/{(A)+(B)}重量比和造粒的颗粒状塑料成形物压缩强度的关系曲线。从得到的颗粒状塑料成形物a强度的观点来看，重量比选择(A)/{(A)+(B)}＝0.1-0.7范围，最好在0.2-0.6范围，能够承受空气输送等高的压缩强度。
此外，(A)/{(A)+(B)}重量比不足0.1的话，由于在模具孔内的塑料(B)明显熔融，以及(A)/{(A)+(B)}重量比超过0.7的话，塑料(A)的比例过剩，在模具孔内容易形成搭拱现象，这些都有使处理效率(生产率)降低的倾向。
采用最佳方式1的方法得到的颗粒状塑料成形物a由于具有足够的强度，与现在只用薄片状塑料制造的颗粒相比，制造颗粒后的装卸和空气输送时崩坏的比例非常少，因此可以防止空气输送用配管等的堵塞。具体说只用薄片状塑料制造颗粒的现有颗粒状塑料成形物的粉化率最小也在10％左右，与此相反，用最佳方式1的话可以降低到3％左右。此外在向炉内喷吹之前和向炉内喷吹时崩坏的比例非常少，由于能保持其尺寸送到风口前端的燃烧空窝，不会从燃烧空窝立刻飞散，因此能确保在燃烧空窝中的滞留时间，有高的燃烧效率。
采用最佳方式1的方法得到的颗粒状塑料成形物a与只用薄片状塑料制造的颗粒状塑料成形物相比，体积密度大，因此能增加向炉内的喷吹量。例如根据(A)/{(A)+(B)}重量比，与现有技术的只用薄片状塑料制造颗粒比较体积密度的话，能够达到1.1-1.8倍左右。
最佳方式1不限于图1和图2所示的塑料挤压成形装置(造粒装置)，可以采用至少可以进行把塑料压缩或压缩-压踏，然后挤压成形的各种形式的塑料挤压成形装置。例如也可以使用旋转丝杠把塑料压缩或压缩-压踏，挤入模具孔方式的装置等。此外包括图1和图2的装置的造粒装置中也可以利用从外部加热使废塑料半熔融或熔融。
但是图1和图2所示的塑料挤压成形装置与其他的造粒装置相比，有以下优点，因此是特别适合实施最佳方式2的装置。
(1)处理效率高；(2)把废塑料压缩-压踏的性能(以及混合性能)好，可以把硬的固态塑料和柔软的薄片状塑料一起压缩-压踏，可以搞成比较均匀的混合状态后挤压成形。
(3)废塑料中即使混入塑料以外的异物(纸、金属等)也没有问题，可以把塑料制成颗粒。
(4)仅仅用摩擦热就可以使一部分塑料半熔融或熔融。
(5)由于处理中的塑料温度不会过高，废塑料中即使含有少量的氯乙烯等的含氯树脂，也不会生成氯化氢气体。
图5表示适用于最佳方式1方法的废塑料具体的处理设备和处理工序。是固态塑料(A)和薄片状塑料(B)以混合的状态供料的情况，而且适用于这些废塑料中含有相当数量的金属和纸等异物(例如混入的异物百分数为5-30重量％)，而且混入微量的含有氯乙烯等含氯塑料(例如混入百分数在1重量％以下)的情况的处理设备和工序。
从处理工序的上游一侧开始，设置有分选机5、破碎机6、干燥机7挤压成形装置8和储存槽9。分选机5是把废塑料分成固态的塑料(A)和薄片状塑料和发泡性塑料(B)，同时把废塑料中含有的一部分金属等异物分离出去。分选机5使用摇动式和风力式等形式。下面关于(B)以薄片状塑料为例进行说明。
用图5表示的处理装置和处理工序，例如把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)混合的废塑料送入分选机5，把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)分开，同时把一部分废塑料中含有的金属、砂石等异物分离出去。
如上所述，一旦用分选机5把废塑料分成固态塑料(A)和薄片状塑料(B)，进一步用工序11a、11b就容易把异物去除。也就是含在废塑料中的异物只用分选机5不能完全去除，因此需要用手分选后去除，但在固态塑料(A)和薄片状塑料(B)在混合的状态下，用手选分选的方法不能有效去除异物。因此一旦把废塑料分成固态塑料(A)和薄片状塑料(B)后，用手选工序11a、11b分别去除含在它们中的异物。异物大多含在固态塑料(A)中。
经过手选工序11a、11b去除异物的固态塑料(A)和薄片状塑料(B)一起供给破碎机6破碎成适当的大小。为了调整供给挤压成形装置8的固态塑料(A)和薄片状塑料(B)的比例，最好像图5所示，设置有用于临时分别储存经过手选工序11a、11b的固态塑料(A)和薄片状塑料(B)的储存槽12a、12b。根据要提供给挤压成形装置8的固态塑料(A)和薄片状塑料(B)比例，固态塑料(A)和薄片状塑料(B)临时储存在储存槽12a、12b，或者也可以从这些储存槽12a、12b供给破碎机6。
用破碎机6破碎的固态塑料(A)和薄片状塑料(B)混合物的废塑料投入到干燥机7，进行干燥处理到规定的含水率(例如20重量％以下)。干燥处理后供给挤压成形装置8制造颗粒，得到如前所述的颗粒状塑料成形物a。此颗粒状塑料成形物a作为喷吹的原料储存在储存槽9中。
在上述处理设备中，也可以根据需要的塑料粒度各串列布置两台以上的破碎机6。也可以为了保护破碎机6，把磁选装置和风选装置等去除异物的装置串列设置在手选工序11a、11b的上游一侧，或破碎机6的上游一侧，或者在有多台破碎机情况下设置在破碎机之间。
图6表示具体的使用最佳方式1方法的废塑料处理设备和处理工序的另一个示例。是固态塑料(A)和薄片状塑料(B)以混合状态供料的情况，而且是适用于这些废塑料中含有相当数量的金属和纸等异物(例如混入的异物百分数为5-30重量％)，而且混入含有相当数量氯乙烯等含氯塑料(例如混入百分数在1重量％以上)的情况的处理设备和工序。
从处理工序上流侧起具有分选机5、破碎机6、PVC分离装置10、干燥机7、挤压成形装置8及储存槽9。上述分选机5与图5所示相同。PVC分离装置10是用比重分离等分离除去含在废塑料中的氯乙烯等含氯塑料。
用图6所示处理设备和处理工序例如可以把混合的固态塑料(A)和薄片状塑料(B)供给分选机5，把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)分离，同时去除一部分含在废塑料中的金属等异物。与图5的方法相同，在手选工序11a、11b中可以把含在废塑料中的金属等异物去除。
经过此手选工序11a、11b的固态塑料(A)和薄片状塑料(B)同时提供给破碎机6，破碎成适当的大小，与图5相同，设置有用于临时分别储存经过手选工序11a、11b的固态塑料(A)和薄片状塑料(B)的储存槽12a、12b。根据要提供给挤压成形装置8的固态塑料(A)和薄片状塑料(B)比例，将固态塑料(A)和薄片状塑料(B)临时储存在储存槽12a、12b，或者也可以从这些储存槽12a、12b供给破碎机6。
用破碎机6破碎的固态塑料(A)和薄片状塑料(B)的混合物废塑料，在PVC分离装置10中把氯乙烯等含氯塑料分离去除，然后投入干燥机7，进行干燥处理到规定的含水率(例如20重量％以下)。干燥处理后供给挤压成形装置8制造颗粒，得到如前所述的颗粒状塑料成形物a。
在上述处理设备中，也可以根据需要的塑料粒度各串列布置两台以上的破碎机6。也可以为了保护破碎机6，把磁选装置和风选装置等去除异物的装置串列设置在手选工序11a、11b的上游一侧，或破碎机6的上游一侧，或者在有多台破碎机情况下设置在破碎机之间。
图7表示具体的使用最佳方式1方法的废塑料处理设备和处理工序的另一个示例。是固态塑料(A)和薄片状塑料(B)分别供料的情况，而且是适用于这些废塑料中几乎不含有金属和纸等异物(例如混入的异物百分数为5重量％以下)，而且混入含有微量氯乙烯等含氯塑料(例如混入百分数在1重量％以下)的情况的处理设备和工序。从处理工序上游一侧开始设置有分别破碎处理固态塑料(A)和薄片状塑料(B)的破碎机6a、6b，以及薄片状塑料(B)的干燥机7、固态塑料(A)和薄片状塑料(B)破碎物的混合槽13、挤压成形装置8和储存槽9。
在图7所示处理设备和处理工序，固态塑料(A)和薄片状塑料(B)分别在破碎机6a、6b破碎处理到规定的颗粒直径。用破碎机6b破碎后薄片状塑料(B)破碎物投入干燥机7，干燥处理到规定含水率(例如20重量％以下)后，提供给混合槽13。另一方面用破碎机6a破碎后的固态塑料(A)破碎物与上述薄片状塑料(B)破碎物用重量比表示的比例，也就是(A)/{(A)+(B)}在0.1-0.7范围，最好在0.2-0.6范围，把它的全部或一部分选到混合槽13。在有剩余的固态塑料(A)破碎物时，把这些破碎物直接送到储存槽9，作为向炉内喷吹的原料储存。
在上述混合槽13把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)各自的破碎物混合，此混合后的塑料破碎物用压缩成形装置8制造颗粒，得到如前所述的颗粒状塑料成形物a。然后把此颗粒状塑料成形物a作为喷吹的原料等储存在储存槽9中。
在压缩成形装置8中有装料料斗的情况下，也可以把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)各自的破碎物在此装料料斗内直接混合，在此种情况下也可以省去混合槽13。
此外，一般固态塑料(A)破碎物附着水分少，在含水率高的情况下(例如在20重量％以上)，也可以把混合槽13设在干燥机7的上游一侧，把固态塑料(A)破碎物和薄片状塑料(B)破碎物一起进行干燥处理。
在上述处理设备中，破碎机6a、6b也可以根据需要的塑料粒度各串列布置两台。此外为了保护破碎机6a、6b，把磁选装置和风选装置等去除异物的装置串列设置在破碎机6a、6b的上游一侧，或者在串列设置有多台破碎机情况下设置在破碎机之间。
在异物混入百分数多的情况(例如在5重量％以上)下，为了保护破碎机6a、6b和压缩成形装置8，希望把磁选装置和风选装置或手选传送带等去除异物的装置串列设置在破碎机的上游一侧，或者在有多台破碎机情况下设置在破碎机之间。
图8为表示适用本发明的废塑料处理设备和处理工序的另一个示例，是适用于固态塑料(A)和薄片状塑料(B)满足(A)/{(A)+(B)}的重量比为0.1-0.7的混合状态下供料时，而且这些废塑料中几乎不含有金属和纸等异物(例如异物混入百分数在5重量％以下)，并且混入微量(例如混入百分数在1重量％以下)氯乙烯等的含氯塑料)情况下的处理设备和工序。
此处理设备从工序的上游开始设置有手选工序11、破碎机6、干燥机7、压缩成形装置8和储存槽9。
用图8所示的处理设备和工序，把投入的废塑料用手选工序11去除大型杂物，然后用破碎机6破碎处理到规定的颗粒直径后，用干燥机7干燥处理到规定的含水率(例如在20重量％以下)，用压缩成形装置8制造颗粒。然后把此颗粒状塑料成形物a作为喷吹的原料等储存在储存槽9中。
在上述处理设备中，也可以根据需要的塑料粒度各串列布置两台以上的破碎机6。也可以为了保护破碎机6，把磁选装置和风选装置等去除异物的装置串列设置在破碎机6的上游一侧，或者在有多台破碎机情况下设置在破碎机之间。
此外异物混入百分数高的情况(例如在5重量％以上)下，为了保护破碎机6和压缩成形装置8，把磁选装置和风选装置或手选输送机等去除异物的装置串列设置在破碎机6的上游一侧，或者在有多台破碎机情况下设置在破碎机之间。
图9为表示适用本发明的废塑料处理设备和处理工序的另一个示例，是固态塑料(A)和薄片状塑料(B)以混合状态供料的情况，而且是适用于这些废塑料中含有相当数量的金属和纸等异物(例如混入的异物百分数为5-30重量％)，而且混入含有微量氯乙烯等含氯塑料(例如混入百分数在1重量％以下)的情况的处理设备和工序。
此处理设备从工序的上游开始设置有分选机5、用手选的方式把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)分选的手选工序11a和11b、同样分别把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)进行破碎处理的破碎机6a和6b、把薄片状塑料(B)破碎物进行干燥处理的干燥机7、把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)各自自的破碎物混合的混合槽13、压缩成形装置8和储存槽9。
其中上述分选机5与图5和图6所示的分选机相同。供给分选机5的废塑料分成固态塑料(A)和薄片状塑料(B)，同时筛选去除一部分废塑料中含有的金属、砂石等异物，然后与图5和图6相同，在手选工序11a、11b中把含在各种废塑料中的金属等异物去除。
经过此手选工序11a、11b的固态塑料(A)和薄片状塑料(B)分别提供给破碎机6a、6b，破碎成规定的颗粒直径后，薄片状塑料(B)破碎物投入干燥机7，干燥处理到规定含水率(例如20重量％以下)后，提供给混合槽13。另一方面用破碎机6a破碎后的固态塑料(A)破碎物与上述薄片状塑料(B)破碎物的重量比(A)/{(A)+(B)}在0.1-0.7范围，最好在0.2-0.6范围，把它的全部或一部分选到混合槽13。在有剩余的固态塑料(A)破碎物时，把这些破碎物直接送到储存槽9，作为向炉内喷吹的原料等储存。
用上述混合槽13把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)各自的破碎物混合，此混合后的塑料破碎物用压缩成形装置8制造颗粒，得到如前所述的颗粒状塑料成形物a。然后把此颗粒状塑料成形物a作为喷吹的原料等储存在储存槽9中。
在压缩成形装置8中有装料料斗的情况下，也可以把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)各自的破碎物在此装料料斗内直接混合，在此种情况下也可以省去混合槽13。
此外一般固态塑料(A)破碎物附着水分少，在含水率高的情况下(例如在20重量％以上)，也可以把混合槽13设在干燥机7的上游一侧，把固态塑料(A)破碎物和薄片状塑料(B)破碎物一起进行干燥处理。
在上述处理设备中，破碎机6a、6b也可以根据需要的塑料粒度各串列布置两台以上。也可以为了保护破碎机6a、6b，把磁选装置和风选装置等去除异物的装置串列设置在手选工序11a、11b的上游一侧，或破碎机6a、6b的上游一侧，或者在有多台破碎机情况下设置在破碎机之间。
图10为表示适用本发明的废塑料处理设备和处理工序的另一个示例，是固态塑料(A)和薄片状塑料(B)以混合状态供料的情况，而且是适用于这些废塑料中含有相当数量的金属和纸等异物(例如混入的异物百分数为5-30重量％)，而且混入含有相当数量氯乙烯等含氯塑料(例如混入百分数在1重量％以上)的情况的处理设备和工序。
此处理设备从工序的上游开始设置有分选机5、用手选的方式把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)分选的手选工序11a和11b、同样分别把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)进行破碎处理的破碎机6a和6b、用于从薄片状塑料(B)破碎物把含氯塑料去除的PVC分离装置10、把薄片状塑料(B)破碎物进行干燥处理的干燥机7、把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)各自自的破碎物混合的混合槽13、压缩成形装置8和储存槽9。
其中上述分选机5与图5和图6所示的分选机相同，PVC分离装置10与图6所示的相同。供给分选机5的废塑料分成固态塑料(A)和薄片状塑料(B)，同时筛选去除一部分废塑料中含有的金属、砂石等异物，然后与图5和图6相同，在手选工序11a、11b中把含在各种废塑料中的金属等异物去除。
经过此手选工序11a、11b的固态塑料(A)和薄片状塑料(B)分别提供给破碎机6a、6b，破碎成规定的颗粒直径后，薄片状塑料(B)破碎物在PVC分离装置10中分离去除氯乙烯等含氯塑料，然后投入干燥机7，干燥处理到规定含水率(例如20重量％以下)后，提供给混合槽13。另一方面用破碎机6a破碎后的固态塑料(A)破碎物与上述薄片状塑料(B)破碎物的重量比(A)/{(A)+(B)}＝0.1-0.7，最好在0.2-0.6范围，把它的全部或一部分选到混合槽13。在有剩余的固态塑料(A)破碎物时，把这些破碎物直接送到储存槽9，作为向炉内喷吹的原料等储存。
用上述混合槽13把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)各自的破碎物混合，此混合后的塑料破碎物用压缩成形装置8制造颗粒，得到如前所述的颗粒状塑料成形物a。然后把此颗粒状塑料成形物a作为喷吹的原料等储存在储存槽9中。
在压缩成形装置8中有装料料斗的情况下，也可以把固态塑料(A)和薄片状塑料(B)各自的破碎物在此装料料斗内直接混合，在此种情况下也可以省去混合槽13。
此外一般固态塑料(A)破碎物附着水分少，在含水率高的情况下(例如在20重量％以上)，也可以把混合槽13设在干燥机7的上游一侧，把固态塑料(A)破碎物和薄片状塑料(B)破碎物一起进行干燥处理。
在上述处理设备中，破碎机6a、6b也可以根据需要的塑料粒度各串列布置两台以上。也可以为了保护破碎机6a、6b，把磁选装置和风选装置等去除异物的装置串列设置在手选工序11a、11b的上游一侧，或破碎机6a、6b的上游一侧，或者在有多台破碎机情况下设置在破碎机之间。
由于一般固态塑料(A)中含氯塑料的含量非常少(一般在1重量％以下)，没有必要用PVC分离装置10处理，在含氯塑料的含量高的情况下，也可以把混合槽13设置在PVC分离装置10的上游一侧，在把固态塑料(A)破碎物和薄片状塑料(B)破碎物供给混合槽13后，用PVC分离装置10处理混合物，去除含氯塑料。
在图5～图10所示的各种处理设备中，在各设备之间废塑料和颗粒状塑料成形物a的输送可以使用输送机和空气输送管等。
用本发明方法对废塑料进行前处理后得到的颗粒状塑料成形物a可以作为高炉等各种炉子的喷吹原料和固体原燃料等使用。作为固体原燃料例如焦炉的原燃料，但可以作为其他任何用途的原燃料使用，由于各种情况下都有高的强度，能防止装卸和使用时崩坏(粉化)。[实施例1]使用图1和图2所示的造粒装置，用本发明示例和比较例(现有方法)对废塑料进行了前处理。
在本实施例中使用模口内径840mm、模口宽度240mm、模口厚度(模具孔长度)60mm、转动辊辊径405mm、模具孔直径6mm、模具孔数1万个的造粒装置，以固态塑料(A)与薄片状塑料(B)(片状塑料)合计1.0～1.5t/h的速度供料。薄片状塑料(B)为聚乙烯32重量％、聚丙烯31重量％、聚苯乙烯22重量％、其他(纸等)15重量％。固态塑料(A)为聚乙烯37重量％、聚丙烯34重量％、聚苯乙烯22重量％、其他(纸等)7重量％。
表1中表示本发明例和比较例的结果。此表所示的本发明示例的强度、生产率、体积密度是以现有只用薄片状塑料的比较例为100时的数值。如此表所示，可以看出其结果是本发明示例强度、生产率、体积密度都明显提高。
表1
为图1和图2所示的造粒装置，使用模口结构(模具孔口径、长度)不同的装置，按图7～图10所示的处理流程进行了对各种材质废塑料的前处理。造粒装置的结构除表2所示的内容以外，与在实施例1中采用的装置大体相同。
制成颗粒的塑料的体积密度、粉化率、处理速度与被处理的废塑料的内容一并列于表2。
根据此表可以看出，通过用本发明的条件进行前处理，能够高效率地得到具有高强度的颗粒状塑料成形物。
表2
*1固态塑料(A)和薄片状塑料(B)在被处理塑料中占的比例*2PE聚乙烯，PP聚丙烯，PS聚苯乙烯，PET聚对苯二甲酸乙二醇酯*3异物(塑料以外的东西)占被处理物中的百分数*4用喷吹试验装置把制造成的颗粒两次气送试验时，制造成的颗粒粉化的重量比例最佳方式2在炉子的燃烧空窝内要提高燃烧效率，只控制颗粒的强度或颗粒的直径的任一项，就能判明不能到达燃烧空窝，或即使到达燃烧空窝也会在热风中通过时分裂-崩坏，使燃烧效率降低。也就是对于要控制的制成块状物的强度和颗粒直径两方面，关于强度在向炉内喷吹时要控制成能到达燃烧空窝的强度，而关于颗粒直径要控制成可达到临界速度以上可能的颗粒直径，发现这样可以提高制成的块状物在燃烧空窝内的燃烧效率。
并且发现，利用把配制的原料破碎和具有压缩挤出工序的环状模具式造粒机，控制上述规定范围的强度和颗粒直径，制造含有合成树脂材料的表面熔融固化的制成的块状物，成形的块状物把纸等不熔融的成分压实成为中心，熔融成分变成在表面上熔融固化的状态，其结果是向高炉风口喷吹制成的块状物的话，不产生造成在贮存器、配管中堵塞原因的绒毛状异物，能到达燃烧空窝规定的区域，而且能有效燃烧。
对最佳方式2的含合成树脂材料表面熔融固化的块状物和制造方法的一种形式进行详细说明。
这种最佳方式2的含合成树脂材料表面熔融固化的块状物，是其强度和颗粒直径要控制成在向炉内喷吹时能到达炉内燃烧空窝规定区域的强度，以及可以达到临界速度以上速度的颗粒直径的、含有合成树脂材料表面熔融固化的块状物。
也就是在最佳方式2的块状物中，颗粒的强度和颗粒直径是重要的因素，控制颗粒强度和颗粒直径在规定范围内是重要的。颗粒的强度不仅仅是运输中的强度，像后面说明的那样，是在燃烧空窝中不会崩坏需要的强度。颗粒向炉内喷吹的流速会受到颗粒形状的影响。因此颗粒的形状要搞成与临界流速相应的形状。
在现有的块状物中控制颗粒强度和颗粒直径是困难的。可是利用把配制的原料破碎、进行压缩挤出工序、使用有多个贯通孔的环状模具和在环状模具内设置有辊子的造粒机，这样制成的块状物选择颗粒直径和颗粒强度的自由度高，而且可以使熔点不同的多种材料制成块状物，也可以把不熔融的材料(例如纸等)制成块状物。
在最佳方式2的含合成树脂材料表面熔融固化的块状物中，可以到达炉内燃烧空窝内规定区域的颗粒强度被控制为平均强度指数(δ)≥500(其中δ＝∑δiωi、δi在颗粒上加上垂直载荷时的载荷(kg)和位移(mm)的比、ωi颗粒的重量百分数)的压缩强度。
制成块状物的颗粒强度、颗粒直径与炉中的置换率有密切关系，在规定的压缩强度(也就是压碎硬度)以上、规定的颗粒直径以上情况下，炉子中的置换率升高。
图11表示块状化程度(颗粒直径、强度)和置换率的关系。如图11所示，块状化程度(颗粒直径、强度)小，块状物成绒毛状，随块状化程度(颗粒直径、强度)变大，向半熔融状态、熔融状态变化。因此可以看出块状化程度(颗粒直径、强度)变大的话，置换率升高。
颗粒强度为上述的平均强度指数(kg/mm)大于500的压缩强度情况下，合格率高，可以投入到燃烧空窝，颗粒在燃烧空窝内平均滞留时间长，可以提高燃烧效率。平均强度指数小于500时，由于从喷枪吹入热风后立即被快速加热，颗粒分裂、崩坏而使颗粒细化，随气流飞到燃烧空窝外的细颗粒比例增加，燃烧效率降低。
在次最佳方式2中，不仅仅是把颗粒强度保持在上述范围内，控制颗粒直径在规定范围内是重要的。也就是颗粒直径要控制在可以达到临界流速以上的速度大于(3×d2×t/2)1/3的值(其中d块状物的直径；t块状物的长度)。
颗粒的临界速度要比燃烧空窝区域气体速度大。满足此条件的颗粒直径下限值为用(3×d2×t/2)1/3表示的值。
图12为表示平均强度指数、块状物的颗粒直径、置换率关系的图示。图12的纵轴表示平均强度指数，横轴表示颗粒直径。用斜线围起来的是对应于置换率在90％以上的条件。在图12中，●表示此最佳方式2的块状物，▲表示现有技术的块状物。编号表示试验的样品，括号内表示的是置换率。从图8可以看出，试样1颗粒直径尺寸约为6.0mm，平均强度指数约为400，置换率保持在0.88，试样7、8为用现有熔融造粒法成形的块状物，为平均强度指数超过800的颗粒直径小于2.0mm的块状物，置换率降到0.5～0.7。因此为了要使置换率达到90％以上，仅仅是满足块状物的强度、颗粒直径的尺寸因素中的某一个是不够的，必须把块状物强度、颗粒直径的尺寸两方面都控制在规定的范围内。
在最佳方式2具有合成树脂材料表面熔融固化的块状物制造方法中，如上所述，利用把配制的原料破碎、进行压缩挤出工序、使用有多个贯通孔的环状模具和在环状模具内设置有辊子的造粒机，制造把颗粒强度和颗粒直径控制上述范围内的块状物。设上述造粒机中的环状模具的有效厚度为T，上述贯通孔直径为d时，T/d要在6～12范围内。在上述T/d范围内，硬化造粒情况下T/d要在6～8范围内，半熔融固化造粒情况下T/d要在10～12范围内。
在最佳方式2具有合成树脂材料表面熔融固化的块状物制造方法中，上述配制的原料含水率在5％以下。
图13为表示T/d、含水率和块状化程度之间关系的图示。图12中纵轴表示T/d的值(也就是环状模具的有效厚度为T，上述贯通孔直径为d)。横轴表示原料含水率。图13中如箭头所示，随着T/d值增大、含水量的减少，块状物按绒毛状、半熔融(软质造粒γ0.35以上)、熔融固化(硬质造粒γ0.35以下)方向推移。γ为体积密度。
图14详细表示T/d和含水率关系。
从图13可以看出，T/d超过12的话，块状物在造粒机内熔融，成为所谓的年糕状。另一方面T/d小于6的话，块状物变成绒毛状。T/d在6～8范围内块状物变成半熔融(软质造粒)状态。在此种情况下希望含水率在5％以下。T/d在10～12范围内块状物变成熔融固化(硬质造粒)状态。在此种情况下也希望含水率在5％以下。
如上所述可以看出，通过控制环状模具有效厚度T、贯通孔直径d和原料的含水率，可以自由选择块状物的形态。
在最佳方式2具有合成树脂材料表面熔融固化的块状物制造方法中，设原料的粒度为D时，配制原料的尺寸在原料粒度与贯通孔直径的比D/d在1.2～3.0范围内。
图15为表示D/d和块状化程度关系的图示。如图15所示，随D/d变大，块状化程度向绒毛状、半熔融(软质造粒)、熔融固化(硬质造粒)方向变化。为了使块状化程度成半熔融(软质造粒)、熔融固化(硬质造粒)状态，D/d可以控制在1.2～3.0范围内。D/d小于1.2会出现所不希望的绒毛状。另一方面D/d超过3.0的话，阻力变大不适用。
如上所述可以看出，原料尺寸相对变大的话，块状物状态会变成所希望的半熔融(软质造粒)、熔融固化(硬质造粒)状态。
在最佳方式2具有合成树脂材料表面熔融固化的块状物制造方法中，上述的配制原料时最好把原料干燥，设置把原料的含水率调整到5％以下的工序。干燥采用加热、气流干燥。
图16表示含水率和造粒强度的关系。如图16所示，通过把D/d值控制在规定的范围内，使含水率在5％以下，可以使造粒强度提高。
在最佳方式2具有合成树脂材料表面熔融固化的块状物制造方法中，利用把配制的原料破碎、进行压缩挤出工序、使用有多个贯通孔的环状模具和在环状模具内设置有辊子的造粒机，制成颗粒的块状物在上述造粒机出口的温度为100℃以上。通过对造粒模具温度的管理可以控制块状物的熔融、造粒的程度。
图17简要表示在此发明中挤压成形机的断面。在此发明的造粒机中，设置有具有多个模具孔4的环状模具1、装在环状模具内的辊2a、2b。环状模具1和辊2a、2b分别转动，利用环状模具1和辊2a、2b把放入环状模具中的原料X破碎，利用压缩挤出，通过多个模具孔4被挤到环状模具1外侧，用环状模具1外侧特定位置设置的切刀3，切成规定的长度，制成块状物a。
图18和图19表示切刀、模具的厚度、模具孔的直径、块状物长度之间关系的一个示例。图18所示的模具表示孔的直径从模具内到外为同样尺寸的情况。在图18和图19中，上侧表示模具的外侧，下侧表示模具的内侧。在图18中模具1有厚度为a、直径为b的多个孔。在模具1的外侧相隔规定的间隔c设置切刀3。此情况下的块状物长度为c。图19表示的模具表示设置有模具孔座部(松弛部位)的情况。在图19中模具1具有厚度a，而模具的多个孔在从模具内侧规定的长度上直径为b，其余部分也就是松弛部位18上直径为d。模具外侧相隔一定的间隔设置有切刀3。这种情况下块状物(制成的颗粒)长度为e。
在最佳方式2具有合成树脂材料表面熔融固化的块状物制造方法中，也可以包括使上述块状物快速冷却的工序。快速冷却是在制成颗粒后，例如用颗粒冷却器把块状物冷却到40℃以下。快速冷却的目的是在制造颗粒的状态下，使块状物固化。
在最佳方式2具有合成树脂材料表面熔融固化的块状物制造方法中，上述合成树脂材料也可以是含有纸的薄片状塑料。
含有此发明的合成树脂材料的表面熔融固化的块状物制造方法中，制造的块状物一部分在造粒过程中破碎，在压缩挤出的工序中因摩擦而半熔融，由于在制成颗粒后固化，颗粒的强度高，难以崩坏。残留部分在制造颗粒过程中破碎，在压缩挤出的工序中压实，颗粒的体积密度提高。上述的半熔融部分也可以由不同的多种成分组成。
按照最佳方式2使配制规定的组成的原料破碎，以及具有压缩挤出工序的多孔模具挤压成形机，块状物由被压实后体积密度高的中心部分和包敷中心部分的熔融固化的表面部分组成，例如形成本体被压实表面熔融固化的圆柱形颗粒。其结果是向高炉风口喷吹入强度及粒径规定范围的块状物的话，不产生造成在贮存器、配管中堵塞原因的绒毛状异物，能到达燃烧空窝规定的区域，而且能有效燃烧。
如上所述，使块状物表面熔融固化的主要原因之一是利用使块状物强度提高，有时可以提高块状物燃烧效率。也就是块状物表面熔融固化的话，块状物的强度提高。块状物强度低时用气体输送(搬运)中，块状物崩坏，由于把崩坏的、小的块状物送到燃烧空窝中，在燃烧空窝中滞留的时间非常少，燃烧效率恶化。
具体地说就是从风口喷吹的颗粒直径大的合成树脂材料，边燃烧边旋转的状态在燃烧空窝中长时间滞留，保持旋转状态滞留在燃烧空窝中，直到小到一定的程度。然后颗粒直径小到一定程度时，从燃烧空窝飞散出去。另一方面颗粒直径小的合成树脂材料从风口喷吹的话，不在燃烧空窝中滞留，直接飞散出去。
一般用重力场或离心力场作用在流体中运动的颗粒的阻力，与颗粒推动力平衡时的颗粒速度即所谓的临界速度。从风口喷吹合成树脂材料到燃烧空窝内的临界速度，比从燃烧空窝内排出气体流速足够大时，此合成树脂材料不会从燃烧空窝飞出去，此时由于在燃烧空窝内循环、滞留，可以充分燃烧，合成树脂材料的燃烧效率高。如上所述，含有本发明的合成树脂材料表面熔融固化的块状物在向高炉喷吹时，可以看出由于强度高，所以它的燃烧效率高。
掺合塑料等合成树脂材料后配制原料，把这样配制的原料制成块状物时使用的多孔模具式挤压成形机，可以包括破碎和压缩挤出的工序。例如可以是由在圆周上开有多个洞的圆筒形模口、以及用与圆筒形模口之间的摩擦转动的多个辊子组成，使上述原料在圆筒形模口和多个辊子之间破碎，从圆筒形模口的洞中连续压缩挤出。上述的破碎、在压缩挤出工序之间，制成由经过压实成为体积密度高的中心部位材料和覆盖中心部位材料的熔融固化的表面部位材料组成的块状物。制造块状物时，连续压缩挤出的材料被切成规定的长度。
最佳方式2的合成树脂材料也可以是含有纸的薄片状塑料。也就是不仅可含有输送性能和流动性不好，作为燃料使用是问题大的薄片状塑料，也可以含有纸、硬板纸等。
在最佳方式2中，块状物表面熔融固化是必要的。也就是块状物要由被压实的体积密度高的中心部位材料和上述覆盖中心部位材料的熔融固化的表面材料组成是非常重要的。
最佳方式2的含合成树脂材料表面熔融固化的块状物适于向炉内、特别是高炉风口喷吹。特别是此发明的表面熔融固化的块状物在用气体输送时，块状物不会崩坏，热效率高。
如上所述，用最佳方式2的方法可以制造强度和颗粒直径能控制在规定范围的、由被压实的体积密度高的中心部位材料和上述覆盖中心部位材料的熔融固化的表面材料组成的块状物。向高炉等喷吹，不产生造成在贮存器、配管中堵塞原因的绒毛状异物，能到达燃烧空窝规定的区域，而且能有效燃烧。
其次是用多孔模具式挤压成形机制成的本发明的块状物与此发明范围外的块状物进行了比较。也就是使用模具有效厚度T60mm、模具的孔径dφ6mm的多孔模具式挤压成形机，用配制粒度D10～15mm的原料制成块状物。造粒机出口温度为110℃。此时块状物平均强度指数为500，块状物尺寸为φ6×10mm。为了对比，使用模具有效厚度T70mm、模具的孔径dφ6mm的多孔模具式挤压成形机，用配制粒度D10～15mm的原料制成块状物。此时块状物平均强度指数为420，颗粒直径为6mm。
把这样制成的块状物经过气体供料设备，从操作中的高炉风口喷吹，调查了在设备内发生堵塞等的事故的情况。
(a)把装在贮存仓筒中的上述块状物运出一定量，送到气送供料装置，从气送供料装置用下述条件用气送到高炉风口部位，向炉内喷吹。
气送气体空气气送气体喷吹量1200Nm3/hr块状物喷吹量62.5kg/min固气比2.4kg/kg(b)此时高炉的操作条件如下出铁量9000t/日送风量7260Nm3/hr富氧率4％焦比447kg/t.pig碳粉喷吹量100kg/t.pig块状物喷吹量10kg/t.pig把上述块状物向炉内喷吹进行了两天。
其结果本发明范围内的块状物显示出90％以上的高的燃烧率。与此相反，此发明范围以外的块状物由于强度或颗粒直径在本发明范围外，燃烧率为50～88％，产生了堵塞。再有本发明范围内的块状物中，高炉操作本身也完全没有障碍。
其结果本发明范围内的块状物显示出90％以上的高的燃耗百分数。与此相反，此发明范围以外的块状物由于强度或颗粒直径在本发明范围外，燃烧率为50～88％，产生了堵塞。再有本发明范围内的块状物中，高炉操作本身也完全没有障碍。最佳方式3配制的原料中含有10％以上的由熔点在50～300℃范围内不同的多种成分组成的塑料等的合成树脂材料，以及含有纸等不熔融成分，把这样配制的原料使用包括破碎、压缩挤出工序的多孔模具式挤压成形机，制造含合成树脂材料表面熔融固化的块状物的话，块状物成为以纸等不熔融成分被压实形成中心部位，熔融成分在表面熔融固化的状态，其结果把颗粒物向高炉风口喷吹的话，发现不会产生造成在贮存器、配管中堵塞原因的绒毛状异物。
最佳方式3的含合成树脂材料表面熔融固化的块状物、它的制造方法和把块状物向炉内喷吹方法的一种形式进行详细的说明。
图20简要表示最佳方式3含合成树脂材料表面熔融固化的块状物制造方法。在最佳方式3含合成树脂材料表面熔融固化的块状物制造方法中，制造的块状物由熔点在50～300℃范围内的成分(例如聚乙烯薄膜)(以下称为“A”)，以及其他的非熔融成分(例如纸)(以下称为“B”)构成。A在造粒中破碎，利用压缩挤出工序的摩擦热半熔融，造粒后固化，所以提高了颗粒强度，难以崩坏。B在上述造粒中破碎，在压缩挤出工序中压实，使颗粒的体积密度提高。其结果是增加了喷吹量。再有A可以由熔点在50～300℃范围内不同的多种成分组成。希望上述成分的熔点在100～280℃范围内。熔点在100～280℃范围内时，颗粒强度足够高，不容易崩坏。
在最佳方式3中，掺合塑料等合成树脂材料，要含有10％以上的熔点在50～300℃范围内的成分。其原因是这样掺合以后使用包括破碎、压缩挤出工序的环状模具式挤压成形机，制造块状物的话，块状物成为被压实形成体积密度高的中心部位材料，和覆盖中心部位材料熔融固化表面部位材料组成，例如形成中间被挤压成形，表面熔融固化的圆柱形颗粒，其结果把颗粒物向高炉风口喷吹的话，发现不会产生造成在贮存器、配管中堵塞原因的绒毛状异物。在本发明中具有熔点在50～300℃范围内的成分希望占50％以上。
熔点在50～300℃范围内的成分小于10％情况下，表面熔融固化不充分，成形的颗粒崩坏，生成造成在贮存器、配管中堵塞原因的绒毛状异物。
要使块状物表面熔融固化的原因之一是利用提高块状物强度有时可以提高块状物燃烧效率。也就是块状物表面熔融固化的话，块状物强度升高。块状物强度小时，气送(输送)中块状物崩坏，崩坏的小颗粒被送到燃烧空窝中，在燃烧空窝中滞留的时间非常少，燃烧效率恶化。
更详细地说就是从风口喷吹颗粒直径大的合成树脂材料，边燃烧边旋转，在燃烧空窝长时间滞留。然后颗粒直径小到一定程度后，从燃烧空窝飞散。另一方面颗粒直径小的合成树脂材料从风口喷吹的话，不在燃烧空窝滞留，直接飞散。
一般用重力场或离心力场作用在流体中运动的颗粒的阻力，与颗粒推动力平衡时的颗粒速度即所谓的临界速度。从风口喷吹合成树脂材料到燃烧空窝内的临界速度，比从燃烧空窝内排出气体流速足够大时，此合成树脂材料不会从燃烧空窝飞出去，此时由于在燃烧空窝内循环、滞留，可以充分燃烧，合成树脂材料的燃烧效率高。如上所述，含有本发明的合成树脂材料表面熔融固化的块状物在向高炉喷吹时，可以看出由于强度高，所以它的燃烧效率高。
掺合塑料等合成树脂材料后配制原料，把这样配制的原料制成块状物时使用的多孔模具式挤压成形机，只要包括破碎和压缩挤出的工序就可以。例如可以是由在圆周上开有多个洞的圆筒形模口、以及用与圆筒形模口之间的摩擦转动的多个辊子组成，使上述原料在圆筒形模口和多个辊子之间破碎，从圆筒形模口的孔中连续压缩挤出。上述的破碎、在压缩挤出工序之间，制成由经过压实成为体积密度高的中心部位材料和覆盖中心部位材料的熔融固化的表面部位材料组成的块状物。制造块状物时，连续压缩挤出的材料被切成规定的长度。规定的长度为40mm以下，希望在15mm以下。
最佳方式3的合成树脂材料也可以是含有纸的薄片状塑料。也就是不仅可含有输送性能和流动性不好，作为燃料使用是问题大的薄片状塑料，也可以含有纸、硬板纸等。
在最佳方式3中，成型粒(块状物)表面熔融固化是必要的。也就是成型粒要由被压实的体积密度高的中心部位材料和上述覆盖中心部位材料的熔融固化的表面材料组成是非常重要的。
希望上述中心部位材料的平均体积密度在0.25g/cm3以上。此外熔融固化的表面部位材料厚度希望在1mm以上。
最佳方式3中成形颗粒的颗粒直径为40mm以下，希望为5～10mm。
最佳方式3的含合成树脂材料表面熔融固化的块状物适于向炉内、特别是高炉风口喷吹。特别是此发明的表面熔融固化的块状物在用气体输送时，块状物不会崩坏，热效率高。
如上所述，用最佳方式3的方法可以制造由被压实的体积密度高的中心部位材料和上述覆盖中心部位材料的熔融固化的表面材料组成的块状物。向高炉等喷吹，不产生造成在贮存器、配管中堵塞原因的绒毛状异物。
图21表示最佳方式3块状物放大图示。块状物106由圆柱形构成，纸或高熔点塑料等110以压实的状态位于中心部位，其中一部分110露出块状物表面。熔融固化表面部位材料109的厚度111在1mm以上。熔融固化表面部位材料占块状物表面积的10％以上，希望在50％以上。
把最佳方式3的方法与比较例进行比较并说明。
首先把最佳方式3的块状物于用现有熔融造粒方法制成的块状物进行了比较。现有的熔融造粒方法也就是用高速旋转的刀具把合成树脂材料类切断或破碎，同时用切断或破碎造成的摩擦热使合成树脂材料半熔融，把这样半熔融的合成树脂材料用急冷的方法收缩固化，在上述收缩固化的同时用旋转的刀具进行破碎处理，用这样的方法得到的块状物从高炉风口喷吹时，由于块状物的强度小，在燃烧空窝内滞留的时间非常短，燃烧效率差。与此相反，本发明的含合成树脂材料表面熔融固化的块状物，由于强度高，所以可以在燃烧空窝内长时间滞留，热效率好。
其次是用多孔模具式挤压成形机制成的本发明的块状物与此发明范围外的块状物进行了比较。也就是如表3所示，熔点在50～300℃范围内的成分A(包装用的聚乙烯薄膜碎屑)和其他非熔融成分B(硬板纸)混合比例变化为①0/100、②3/97、③8/92、④10/90、⑤15/85、⑥50/50、⑦95/5、⑧100/0，以此配制原料。
然后把这样配制的原料制成成形颗粒(块状物)时使用的多孔模具式挤压成形机，可以包括破碎和压缩挤出的工序。此时的成形温度为100℃。调查了制造的成形颗粒的颗粒强度(表示把⑧的颗粒强度作为100时的强度)、体积密度(T/m3)，其结果示于表2。成形颗粒(块状物)的颗粒直径为6mm、长度为10mm。熔融固化表面部位材料厚度分别为①0mm、②0.1mm、③0.5mm、④1.0mm、⑤1.5mm、⑥2.0mm、⑦2.3mm、⑧3.0mm。
调查了把这样制造的成形颗粒经过气送供料装置，从高炉风口喷吹，在设备内堵发生塞等故障的情况。
(a)也就是把装在贮存仓筒中的上述块状物运出一定量，送到气送供料装置，从气送供料装置用下述条件用气送到高炉风口部位，向炉内喷吹。
气送气体空气气送气体喷吹量1200Nm3/hr块状物喷吹量62.5kg/min固气比2.4kg/kg(b)此时高炉的操作条件如下出铁量9000t/日送风量7260Nm3/hr富氧率4％送风温度1200℃焦比447kg/t.pig碳粉喷吹量100kg/t.pig块状物喷吹量10kg/t.pig把上述块状物向炉内喷吹进行了两天。
其结果，使用不含熔点在50～300℃范围内的成分A(包装用的聚乙烯薄膜碎屑)的①的成形颗粒时，虽然体积密度高达0.79，但颗粒强度低到25，1小时发生1次以上的堵塞。使用含3％的熔点在50～300℃范围内的成分A(包装用的聚乙烯薄膜碎屑)的②的成形颗粒时，颗粒强度也是低到35，6小时发生1次以上的堵塞。使用含8％的熔点在50～300℃范围内的成分A(包装用的聚乙烯薄膜碎屑)的③的成形颗粒时，颗粒强度低到60，12小时发生1次以上的堵塞。上述①～③的成形颗粒中熔融固化表面材料厚度都小于1mm。
与此相反，使用含本发明范围下限的10％的熔点在50～300℃范围内的成分A(包装用的聚乙烯薄膜碎屑)的④的成形颗粒时，颗粒强度为75，是比较强的，堵塞也降到12小时发生1次以下。使用含15％的熔点在50～300℃范围内的成分A(包装用的聚乙烯薄膜碎屑)的⑤的成形颗粒时，颗粒强度增强到80，堵塞也降到一天发生1次以下。使用含50％的熔点在50～300℃范围内的成分A(包装用的聚乙烯薄膜碎屑)的⑥的成形颗粒时，颗粒强度增强到90，堵塞也降到两天发生1次以下的非常少的状态。此外对高炉操作本身也完全没有障碍。使用含95％的熔点在50～300℃范围内的成分A(包装用的聚乙烯薄膜碎屑)的⑦的成形颗粒时，颗粒强度增强到98，堵塞也降到两天发生1次以下的非常少的状态。此外对高炉操作本身也完全没有障碍。使用含100％的熔点在50～300℃范围内的成分A(包装用的聚乙烯薄膜碎屑)的⑧的成形颗粒时，颗粒强度为100，堵塞也降到两天发生1次以下的非常少的状态。
体积密度为0.30、0.33情况下，只要满足与熔点有关的条件，发生堵塞的次数就非常少。
从上述说明可以看出堵塞发生的频率受熔点在50～300℃范围内的成分A的含量的影响很大。
表3
熔融部分A包装用的聚乙烯薄膜碎屑非熔融部分B硬板纸屑成形温度100℃堵塞频率×××1次以上/1小时；××1次以上/6小时；×1次以上/12小时；△1次以下/12小时；○1次以下/天；◎1次以下/2天
权利要求
1.块状物制造方法，其由以下工序组成准备废塑料的工序，废塑料含有来自成型塑料的固态塑料(A)，以及从来自非成型的塑料的薄片状塑料和发泡性塑料中的至少一种(B)；把废塑料压缩-压踏-挤压成形组成的制造成颗粒的工序，此废塑料是至少有一种塑料(B)中至少有一部分为半熔融或熔融状态，固态的塑料(A)至少有一部分不要半熔融或熔融而保持固态。
2.如权利要求1所述的块状物制造方法，其特征为块状物是向炉内喷吹的原料。
3.如权利要求1所述的块状物制造方法，其特征为块状物是装入焦炉内的原料。
4.如权利要求1所述的块状物制造方法，其特征为固态塑料(A)和来自非成型的塑料的薄片状塑料和发泡性塑料中的至少一种(B)的总量(A)+(B)，固态塑料(A)相对于总量(A)+(B)的比例(A)/{(A)+(B)}重量比为0.1-0.7。
5.如权利要求1所述的块状物制造方法，其特征为固态塑料(A)和来自非成型的塑料的薄片状塑料和发泡性塑料中的至少一种(B)的总量(A)+(B)，固态塑料(A)相对于总量(A)+(B)的比例(A)/{(A)+(B)}重量比为0.2-0.6。
6.如权利要求1所述的块状物制造方法，其特征为在制造成颗粒的工序前，具有把含有固态塑料(A)和至少一种塑料(B)的废塑料混合的工序。
7.如权利要求1所述的块状物制造方法，其特征为此制造成颗粒的工序由混合、压缩-压踏、挤压成形组成。
8.如权利要求1所述的块状物制造方法，其特征为此制造成颗粒的工序由以下工序构成设置有向塑料挤压成形装置提供废塑料的工序，塑料挤压成形装置由多个贯通的模具孔的环状模具、以及在此环状模具内侧设置的至少一个与环状模具内圆周面接触的滚动辊组成；设有挤压成形工序，利用此滚动辊把废塑料在滚动辊和环状模具内圆周面之间压缩-压踏，挤入环状模具的模具孔内，通过模具孔挤压成形。
9.如权利要求8所述的块状物制造方法，其特征为此制造成颗粒的工序具有把通过模具孔被挤压到环状模具外的塑料成形物，利用切断或从环状模具外拨落，得到颗粒状塑料成形物的工序。
10.含有合成树脂材料的块状物，其特征为具有熔融固化的表面；向炉内喷吹时，具有可以到达炉子燃烧空窝内规定区域的强度和可以达到临界速度以上的颗粒直径；上述可以到达炉子燃烧空窝规定区域的强度为具有平均强度指数(δ)≥500，其中δ＝∑δiωi、δi在颗粒上加上垂直载荷时的载荷(kg)和位移(mm)的比、ωi颗粒的重量百分数；可以达到临界流速以上的速度的上述颗粒直径为大于(3×d2×t/2)1/3的值，其中d块状物的直径；t块状物的长度。
11.一种块状物制造方法，由以下工序组成准备环状模具的工序，设环状模具的有效厚度为T、贯通孔的直径为d时，设置有T/d在6～12范围的多个贯通孔；准备造粒机的工序，造粒机由此环状模具和设置在它内侧的辊子组成；把含有合成树脂材料的原料装入此环状模具内的工序。
12.如权利要求11所述的块状物制造方法，其特征为原料粒度D与贯通孔直径d的比D/d为1.2～3.0。
13.含合成树脂材料的块状物，其特征为具有熔融固化表面；上述合成树脂材料具有熔点50～300℃范围内成分含量在10％以上。
14.如权利要求13所述的块状物，其特征为上述合成树脂材料含有纸的薄片状塑料。
全文摘要
把含固态塑料和薄片状塑料、发泡性塑料的废塑料装到给塑料挤压成形装置的环状模具内。此废塑料半熔融或熔融，从模具孔挤到环状模具外面。从模具孔挤到环状模具外面的塑料成形物被切断，或从环状模具外面剥落。此块状物熔融固化的表面和向炉内喷吹时，具有能到达炉内燃烧空窝规定区域的强度和可以达到临界速度以上速度的颗粒直径。
文档编号C10L5/48GK1433353SQ00815001
公开日2003年7月30日 申请日期2000年6月9日 优先权日1999年11月2日
发明者菅昌徹朗, 富冈浩一, 石黑宏树, 大垣阳二, 中村英夫, 小西武史, 寺田周雄, 根本谦一, 若松信一, 中谷宽, 小柳保章, 金谷弦治, 浅沼稔, 当麻一郎, 阿部盛一 申请人:日本钢管株式会社